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浅析沥青路面局部隆起的原因与防治
摘要：本文从现场实际出发，结合国内外的有关事例，分析了沥青路面产生局部隆起的原因。在对形成沥青路面局部隆起的各方面因素进行分析探讨的基础上提出了沥青路面局部隆起的防治措施。
关键词：HMA 隆起
前言：沥青路面的平整度是评价一条道路质量好坏的重要指标，道路路面平整与否，在一定程度上反映出沥青及混凝土内在质量的好坏，进而直接影响着沥青混凝土总体质量的评定。随着社会发展和施工工艺的改进提高，业主对路面外观质量的要求也越来越高。然而，许多单位却对一些路段沥青路面的局部隆起视而不见，对路面的平整度重视不够或虽然重视了但采取措施不力以致出现了因外观质量不合格而返工的现象，应当说教训是深刻的。因此，我们必须对沥青路面局部隆起现象重视起来。找出引发隆起的原因并采取适当的措施进行防治。下面从隆起的原因与 隆起的防治两方面来进行论述。
一、沥青路面局部隆起的原因
在路面上发生隆起的现象是比较普遍的，所以引起了人们的重视和关心。顾名思义，隆起就是凸起来的意思，局部隆起就是说路面的一部分凸起来。当这种形式的损坏缺陷发生的时候，人们常为了找它的原因而困惑，这对路面维修和养护有潜在的影响。
路面的局部隆起表面上可以从小的气泡或到大的凸起甚至可以分布在每个分离点，或可以分布于整个路面表层。这种变形严重影响了路面性质及各方面的使用。那么，隆起的原因是什么呢？经过大量的研究人们发现隆起产生的最可能的原因是：①.潮湿的水蒸气压力②.表面层和低层间的结合力太弱③.有孔路面④.排水不良引起的隆起⑤.可溶性盐造成的隆起⑥.由于铁矿造成的隆起⑦.微生物活动造成的隆起⑧.多种其它因素造成的隆起
1.由于潮湿水蒸气压力造成的隆起
最可能引起隆起的原因是由于积水在热条件下产生的湿蒸汽引起的，这些积水位于路表面以下表层处理或透层。而且这些隆起可能是永久性的，这种永久性的隆起常常影响车辆的正常行驶。
局部隆起在桥面摊铺过程中的形成是不可避免的，因为直接将沥青放在干燥的混凝土桥面上是不可能的，在混凝土桥面上摊铺沥青和砂沥青上产生凸起在许多文献中都被论述，混凝土是不适水的，虽然它表面上呈现干燥，但它具有一定量的温度，只要达到必要的温度条件，这些湿气将通过小裂纹和毛孔蒸发，散到空隙当中，当有阻止其散发的障碍时，湿蒸汽能产生压力是以使沥青高于桥面，相对较高温度和湿度条件能破坏粘着液层的质量。
同样在沥青路面结构中，同样的过程尤其在粗的开级配混合料中，它表面上显得干燥，但实际上，存留了大量的湿度，通常当路面表面潮湿时，表面的自然蒸发很快完成，其后积累于其内的湿气才蒸发逃逸但在热天气的情况下，积累了湿度的沥青经常产生膨起，压路员须知道这个潜在的危险，湿度是产生这个凸起的条件。
2.在表面层和低层间的弱结合力引起的隆起：
表面层和底层不连续连接时，隆起也易产生，如果水和水蒸气在这个没有接合的区域集聚，那么由于太阳能产生的水蒸气导致隆起的形成，两者间的弱结合是由于摊铺时底层脏或用的罩层太少，一般稀释的乳化液被用作罩层材料，虽然没有广泛报道，但如果在铺上层之前罩层没有完全破坏可能产生弱粘结，对于稳定的等级乳液，这很有可能发生，高级浮液有高的含水量和温度或当这个地方形成和无 的条件下。在这些条件下须有多余的时间使罩层破裂，我们可以看到它从棕色变成了黑色。
3.有孔路面的局部隆起
在有孔路面上摊铺，由于其含有水分，因此会产生问题， 1992年报道在欧洲某条高速公路上某路段11公里处产生隆起。研究表明炎热料过程放置的时候，在沥青路面内的湿蒸汽引起了隆起，起先的结合、粘结过程是有孔的，允许水气在路面中存留，为防止将来隆起的发生，该国交通部门取消了他们的标准的开级配混合料的设计。
当表层路面包含水时应引起注意，如果一薄层不透水HMA或表面处理被使用，将有潜在的产生隆起的危险，一层厚的罩层也能**水汽停留于底层，有助于隆起的形成。
但是，如果由于大的沥青用量、高的充直物使没有充足孔隙或非常密实的级配或如果混合料被压实到孔隙率只有3%，这种类型的表面能形成一个不透水层。
砂液沥青和低级配沥青有一个均一的孔隙结构，对于同样的空隙率，它们一般比连续级配合料不易透水，如果用了过量的充填物和集尘粉到砂胶沥青混合物中，空隙结构变得不连续，结果形成一种对水蒸气相对不能透过的混合物。
4排水不良：
研究人员通过对南加里佛尼亚B TE机场高速公路上的隆起的研究表明，表面水的进入和连续蒸发引起不结合和隆起，推断表面水量通过裂缝进入路面，在寒冷季节上层收缩造成的裂缝，但是，报告没有记录排水情况，飞机场的地无助于排水，除非在高速路、出租道和护墙边提供纵向排水，在路面下**了相当大的温度，有许多潜在的通路允许湿气**。水能通过水泥和石处理层中的纤维在表层和基层之前达到交结面，温度变化，交通量作用和收缩引起的裂隙可提供通道，不充分的边沟排水或地下弹性使水不断供给形成隆起和表面变形，地下弹性使扩张路面隆起大约20英尺，在一些杂志上有些研究人员认为是高和上升的水引起了隆起。
隆起在冷的天气条件下也能产生，具报告说在我国东北某空军基地的PCC高速路高水位使水沿裂隙和交结面上升，PCC被HMA和OGFC覆盖，在PCC和HMA之间水积聚在冷的季节里，积聚水结冰膨胀，产生从1到5英尺的冰棱镜形状，隆起是在摊铺设备到达后才被发现的，隆起表面被轻微擦破但认为不必要修理，当转暖时，在飞机交通量的作用下隆起没有变平。
国外的研究人员提到一个同样的现象：水在HMA层间聚积，随之提高隆起高度，从大约4英寸到小于1/2英寸，这些隆起的气泡被插破，然后用10吨压路机压实并作处理。
平坦纵向和横向级配、不充分的排水和高水位都可引起隆起
5在施工程序中隆起的形成：
如果没有连通的孔隙或如果有残余的湿气在HMA内，那么在施工程序中会形成隆起，这种过量的湿气能在混合料内汇集，可能是由于恶劣的烘干技术或湿料在不充分烘干时就使用，在摊铺温度时，这些湿气会迅速转化成水蒸气，水流的压力在热料中产生隆起或气泡。在大多数情况下，通过使用轮胎压路机打开隆起或擢穿隆起，然后继续压实，这个缺陷就被解决了。
摊铺地沥青和弹性沥青在摊铺过程中易于隆起，研究人员认为流动材料中被困的空气，路面上的湿气或集料中的湿气都能引起隆起。
许多杂志上讨论过关于怎样记录检查隆起，它可能由于混合料的松散，质地的疏松等引起，假设压路机的冲击能使上层土体向前滑，在两层间产生一个劈裂水平面，随后表面水的进入，真正困在两个不透水层之间，这样就引起了隆起。
从理论上，这个想法可能是对的，它可能使**水汽的透镜状形象化，一些蒸发时不能通过进入时的细裂缝逃到空气当中，但是，在产生足够压力产生隆起之前，湿蒸汽将可能通过细裂缝扩散，最近隆起调查研究，没有说明湿蒸汽是引起隆起的必要条件。然而，压路机者应该知道检查是必要的，但引起隆起的可能是摊铺者，同样，压路机下的水最不可能，但也有可能是隆起产生的原因。
6、由于可溶盐造成的隆起：
大量可溶岩一般**在轻行车粒状基层路面与一个薄不透水HMA表面或表面之间也能形成隆起。
如果粒状基层的压实使用盐水，或如果可溶岩存在于低层、底基层或基层材料中，并且在这些层之间存在湿气尝，盐能在粒基层和表面材料之间**，盐污染可来自空气、地下和基岩中，另外，某些类的集料能从地下水中吸收大量盐分，在放床和工业废粒中往往也包含硫酸盐。
盐的上移主要是由于富盐水渗到表面，并且湿气通过在表面的气孔和裂缝蒸发造成，在路面中通过干湿循环这些湿气不断转移，有时通过地下水的毛细作用或要求现象，这些影响有助于在表面或开始封层材料下的盐分**，随着水分蒸发，盐结晶和硫酸盐的水化作用膨胀作用，使将表层向上隆起，在表层透水或裂开并且排水条件差时，湿气运动和蒸发促使隆起形成与**。
另外，在集料粒料中盐溶液和晶体的存在能使一些集料破坏。
如果基层在空气中暴露一段时间，在封层上能形成隆起，在大多数情况下，封层打底无效，隆起的数量和大小归结于如盐的类型和集量，表面性质和交量等因素。
7、由于铁矿渣造成的隆起：
有时扩张反应也能由处理过的铁矿渣集料形成的混合料中的结晶体的生长引起的，铁矿渣来源于大铁矿的转化，基本组成为硅酸钙、氧化钙、亚氧化钙固体物、氧化物和石灰。由于生石灰的水化作用和其他一些化学作用其体积可增加10%，这些起始的体积变化是由于生石灰的耕化作用造成，也就是说相反， 的氧化镁主要引起长期的膨胀。
值得留意的是铁矿潭不应与空气冷却炉中的矿潭混淆，它是铁从矿石中分离获得的残渣，值得强调的是合理处理的铁矿潭被广泛应用于HMA中，尤其是重交通、高抗滑路面。但是如果没有经过处理的铁矿渣包含于混合物中，或者足够的量或作为集料掺合物的一部分，隆起和表面凸起将会发生。这些隆起开始向小的纤维而后发展成直径达2”或更大的隆起。一旦HMA表层被戳穿，会发现从水化氧化物中生成的白色残余物，尤其是在雨后更为明显，如果贫乏或疏松的混合物被用或在混合过程中矿渣不能被沥青混凝土完全覆盖，或如果铁矿渣细集粒占很大比例这个问题都将严重恶化。在压实过程中压碎矿渣应该也能避免暴露的处理的表面
8、由于微生物活动造成的隆起：
在一些文献上报道了关于在沥青混凝土和石油部分上面的细菌活动，但好像HN的路面没有被微生物袭击，因为某些袭击的影响很慢，以致很不明显。
一些无机材料的存在可以提高细菌活动，从而在HMA中引起隆起，在密级配路面的研究中，可以看出二氧化碳和沼气的产生引起了隆起，它们来源于微生物的生长，微生物表现为气体的分析，它来自隆起、微生物的存在、氧化硫和酸化物的味道等，在密西西比地区的隆起范围从1到3英尺的直径大，砂砾和矿渣的化学分析的以看到无机氧、气机磷的存在，这些物质提供大量营养来支持细菌的生长和立体的产生。
9.多种的其它原因：
由于快速石灰形成造成的上升。
在很少的情况下，在集料加热过程中压碎的碳酸盐能风化成石灰。例如，从压碎的白云岩和石灰岩，在热鼓上得到的粉粒，经过不断的高温能释放CO2生成Ca，如果这些CO2被脱离热鼓，它能损伤HMA的一个或两个炉的质量，如果湿气不断进入已完成的路面或有已残留的湿气存在，石灰将快速水化产生体积变化，产生一个小山丘似的包，山丘的大小取决于在HMA中石灰的扩散，如果一个石灰的分立式凝结罩在沥青混合料上，升起直径上有几英寸，如果山丘被破坏，残留的Ca（oh）能看到。
但是，由于石灰造成隆起和上升的产生最不平常，如果石灰作为填充料，同样的反应也能发生，在料集中这是有害的。
由于封闭的空气和挥发物造成的隆起：
由于封闭挥发物的膨胀造成的隆起相对比较少，在近几年轻制沥青使用的减少已降低了，由于这种原因造成的隆起的可能性，但承包商应该警惕，当HMA放于冷的混合基层（含轻质沥青）上时的潜在危险，温暖天气可以加重恶化。
上面是沥青局部隆起的原因，下面就每个原因来讨论相应的防治办法。
1.与湿气相关隆起的防冶：
通过用器具戳穿个别隆起来释放压力已经获得成功，随后压路机跟上压实，这个办法已被长期应用证明是有效的。在Orlardo机场大约1997年用同样的物质同样的方式处理并获得成功，这样的工作应在温暖的气候中用，当隆起的数量非常大时，寻找和刺穿所有的隆起和不结合区域非常不实际，但对于大的隆起效果是好的，但仍有一些影响路面的行车性。在交通力可以刺穿隆起的地方，常形成星状破裂或环状破裂，这种破裂允许两水分进入引起其它破坏形式，孤立的事例可用封层、砂补、移走用HMA补充代替来处理。当破裂的隆起太多时没有采取有效的措施。这时有关部门仅采取旁站，观察态度，通过常观察路面，在当路面破坏需采取措施加以处理，这种措施采用雾状封层一样简单，象研磨和覆层一样广泛，但是，需提出的是如果弄不清下层问题的原因，隆起将会再发生。
施工者要保证工程质量需防止问题的产生而问题又往往产生于一些施工者认为是小事而没有经过详细实验和论证的措施上，例如，用水降低混合料和碾压温度可能是引起隆起的一个因素。
2.有孔路面引起的局部隆起的防治：
这个问题可以通过重新设计混合料得到解决，混合料保证有充分的连接空隙，使路面能呼吸，并且允许水汽扩散。密实、粗糙的连续级配通常由于他们的连接空隙较小不易于使水汽膨胀。从而避免了隆起的产生。
3.排水不良引起的隆起的防治：
解决这个问题的办法就是提供良好的排水系统。
4.在施工程序中隆起的形成的防治：
在大多数情况下，可以通过使用轮胎压路机打开隆起或擢穿隆起，然后继续压实，这个缺陷就被解决了。
5、由于可溶盐造成的隆起的防治：
只要起先描写的条件不存在，盐隆起不会发生在集粒包含可深盐的HMA中，Bliqht et al，调查一种细集料中含可溶性铁、镁、钙的硫化物的HMA发现，使可溶盐达到2%，除了恶化的磨蚀性就没有其他有害的影响，有时在混合料表面出现的的盐份，这是由于湿气进入可透混合物，然后在一些不封层集料上溶解盐分造成的渗出。当溶盐水渗出表面，水分蒸发盐分使沉积在HMA表面。
显而易见的解决办法是避免使用承压水或包含超量可溶盐的集料，但是，有许多不同的可溶岩，对所有条件没有一定的**，并且用一个罩面**将很不经济，一个硬岩基层的研究中，可溶盐来源于黄铁矿。据检测可溶岩中包括钙、镁的硫化物。在这些中，镁的硫化物好像是引起隆起的主要物质，为了防止盐分破坏这些特殊材料，最大可溶岩气量为0.2%，在对几条路隆起研究中，盐分来源于一个破坏的黑云，因片岩和花岗岩基层集料的风化，在这些产生的盐份中，镁的化合物是隆起产生的主要原因。
当可溶岩存在于底层中时，薄的可渗透的表面应避免使用，由于盐隆起主要发现于表面层上，看上去厚的抬起影响不大，更进一步地说，如果可溶岩存在于底层，粒状基层不能暴露很长一段时间。
当盐隆起发生时，选择的养护或修复程序将根据隆起的大小和延伸度，因为路面受重交通量，不断的搓磨作用可以阻止在路面行车部分隆起的形成，在路肩产生的隆起也不必在意，在大多数情况下盐隆起不要求处理，并且他们不会导致路面的结物损坏。
对隆起严重例子，修复的措施包括表层和基层移走和代替，在受影响区域可溶岩用石灰处理，重新做表面层，但是，当除非用一薄的HMA层否则就不能阻止隆起的形成，证明做双封层或Cape封层是非常有效的。
对于已经破坏的透层，南非和澳大利亚经验表明松散的材料应该清除，重新封层做表面处理。
6、由于铁矿渣造成的隆起的防治
为了保证这些反应不在LRWA中发生，在使用前须先处理。对于时间久了的废矿渣堆积，由于氧化和不断的降雨和风干这种处理办法已自然产生超过好多年了，但是，在堆积内部的矿渣仍可能有潜在的膨胀作用，例如，佛罗里达州运输部要求矿渣在可控制的条件下进行医冶处理，不管矿渣是从料堆还是直接从铁厂获得，在压碎机级配之后，矿渣在贮料堆之前或过程中系统被吸收，然后保持在一个合理、均一湿度条件下至少6个月时间月平均气温这时`期 高于40°F，在较小的处理之后，如果满足小于0.5%的扩张标准，矿渣是允许使用的，如果试验样品失败了，再处理矿渣两个月时间重新试验，在试验过程中，一种矿渣代表性的样品在一个1”模中压实到最大干密度，14天的浸水和浸透过程就可看出其体积膨胀程度。
希望HMA承包商堆积和处理长时间的大量材料是没理由的，它是铁矿渣供应者给承包商提供充分处理的合适材料的责任，但作为一种质量控制措施，应将对承包商来说小心检查潜在膨胀性质，或进行RomDOT试验或决定石灰的含量。
7、由于微生物活动造成的隆起的防治：
许多方法在研究怎样阻止微生物气体的产生，试验发现在混合料中掺加0.5%的生石灰可以阻止需氧菌厌氧菌和气体的产生。
结论：在HMA中虽然隆起很少发生，在许多国家不时总出现隆起，一般隆起并没严重路面性能，但是，他们确实在第一次发现以后引起了大量人的关注，隆起在机场比高速公路上出现的多，隆起可能由于表面有广大的膨胀、平坦的地形、偶尔的排水问题造成。
在大多数情况下隆起的原因可以用相当简单的方法找到，找到了原因，再去诊断或结构变化来阻止它的发生。 | 
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